Kolja Zydatiss / 29.01.2018 / 06:15 / Foto: Tim Maxeiner / 20 / Seite ausdrucken

Serie Klimawandel (1): Die letzten 500 Millionen Jahre

Der Klimawandel ist ein umstrittenes Thema. Ständig hören wir Aussagen wie:

„Treibhausgasemissionen erwärmen die Erde.“

„Früher gab es viel weniger CO2.“

„Die Erde war früher viel kälter.“

„Die Gletscher schmelzen.“

Aber auch:

„CO2 ist natürlich.“

„Früher gab es viel mehr CO2.“

„Die Erde war früher viel wärmer.“

„Wir leben in einer Eiszeit.“

Das Problem: Jede dieser Aussagen ist wahr. Doch der Reihe nach.

Tatsächlich ist das Klima der Erde höchst variabel. Es gab Eiszeiten und Wärmeperioden, in denen Palmen an den Polarkreisen wuchsen, möglicherweise auch „Schneeball Erde“ genannte Phasen, in denen nahezu die gesamte Erdoberfläche mit Gletschern bedeckt war. Am besten untersucht sind die letzten 500 Millionen Jahre. Für diesen Zeitraum, der ungefähr dem Phanerozoikum entspricht (also dem erdgeschichtlichen Zeitalter, in dem komplexe Lebensformen entstanden sind), können Wissenschaftler recht genaue Rekonstruktionen des Klimas erstellen. Sie nutzen dazu sogenannte „Proxies“ wie Baumringe, Ozeansedimente oder Eisbohrkerne.

Ein Blick auf die Temperaturverlaufsrekonstruktion zeigt, dass wir in einer unterdurchschnittlich kalten Zeit leben, einem sogenannten „Eiszeitalter“. Damit sind Zeiträume gemeint, in denen mindestens ein Pol ganzjährig vergletschert ist. Eis an den Polen ist, erdgeschichtlich betrachtet, die Ausnahme. Meist war es hierfür zu warm. Innerhalb eines Eiszeitalters wechseln sich sogenannte Kaltzeiten (auch „Glaziale“ genannt) und Warmzeiten („Interglaziale“) ab. Erstere sind von durchschnittlich tieferen Temperaturen und umfangreichen Vergletscherungen in den gemäßigten Breiten geprägt. Wenn umgangssprachlich von einer „Eiszeit“ die Rede ist, ist meist eine solche Kaltzeit gemeint. Die letzte war Tummelplatz von Mammuts, Säbelzahnkatzen und Riesenhirschen und endete vor circa 12.000 Jahren.

Zusammenfassend kann man sagen: Wir leben heute in einer relativ warmen Periode (Interglazial) innerhalb einer sehr kalten Periode (Eiszeitalter). Vor 100 Millionen Jahren, in der Kreidezeit, sah die Erde noch sehr anders aus. New York hatte das Klima von Florida. In höheren Breiten waren die Unterschiede zu heute noch größer. Fossilienfunde belegen, dass Krokodile und Schildkröten nördlich des Polarkreises lebten. Nirgendwo, nicht einmal an den Polen (!), war die Durchschnittstemperatur niedriger als null Grad Celsius. Da das Wasser nicht in Gletschern gebunden war, lag der Meeresspiegel bis zu 200 Meter höher als heute.

Der Abwärtstrend begann vor circa 50 Millionen Jahren

Der Abwärtstrend, der in das aktuelle Eiszeitalter führte, begann vor circa 50 Millionen Jahren. Die Gründe dafür sind umstritten, eine gängige Theorie geht davon aus, dass die Ausbreitung und spätere Sedimentierung des Süßwasserfarns Azolla der Atmosphäre beträchtliche Mengen des Treibhausgases CO2 entzog. In den letzten zwölf Millionen Jahren ist der Temperaturabfall stärker geworden, gipfelnd in einer schnellen Folge immer intensiverer Glaziale, die die letzten drei Millionen Jahre prägten.

Dass das Klima so kalt und volatil geworden ist, liegt laut aktuellem Forschungsstand an der Plattentektonik. Vor etwa 40 bis 50 Millionen Jahren rammte die indische Platte in die eurasische Platte. Es entstanden das Hochland von Tibet und die Gebirge Himalaja, Pamir und Karakorum, zusammen auch „Dach der Welt“ oder „dritter Pol“ genannt. Erdgeschichtlich betrachtet sind Berge, die bis an den Rand der Stratosphäre reichen, eine Anomalie. Die Auffaltung der Felsmassen hat eine außergewöhnliche klimatische Epoche eingeleitet, denn sie hat die Verwitterung silikatreicher Gesteine wie Granit erheblich verstärkt. Bei diesem Prozess wird Calcium freigesetzt. Das Calcium reagiert zu Calciumcarbonat (dem Hauptbestandteil von Kalkstein) und entzieht dabei der Atmosphäre CO2.

Durch die Bildung der innerasiatischen Gebirge ist die (ohnehin rückläufige) CO2-Konzentration stark abgesunken. Der Rückgang des Treibhausgases hat das Klima nicht nur abgekühlt. Er hat es auch anfälliger für leichte Variationen des solaren Energieeintrags gemacht. Auf den serbischen Mathematiker Milutin Milanković (1879–1958) geht die Entdeckung zurück, dass zyklische himmelsmechanische Schwankungen die Verteilung der Sonnenenergie auf der Erde periodisch verändern.

Diese sogenannten Milanković-Zyklen hat es schon immer gegeben. Klimatisch relevant sind sie erst seit etwa drei Millionen Jahren, denn in einer Welt mit abnehmendem CO2-Gehalt ist die Wärmeverteilung zunehmend beeinträchtigt. Die Folge ist ein periodischer Eisaufbau an den Polen, der die immer wiederkehrenden Glaziale verursacht. Lange Zeit folgten diese einem 41.000-Jahr-Zyklus, der mit der Schwankung der Erdachsen-Neigung in Zusammenhang gebracht wird. Vor etwa 1,2 Millionen Jahren erfolgte aus bislang ungeklärten Gründen ein „Umspringen“ auf einen 100.000-Jahr-Zyklus, der mit Veränderungen der Exzentrizität der Erdbahn zusammenhängt.

Dieser Beitrag erschien auch in Novo. Dort finden Sie auch zusätzliche Grafiken.

 

Serie Klimawandel (2): Menschengemachter Klimawandel

Serie Klimawandel (3): Kulturkämpfe auf dünnem Eis

Serie Klimawandel (4): Klimamoral

Serie Klimawandel (5): Ambitionierter denken

Foto: Tim Maxeiner

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Leserpost

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s.Braun / 29.01.2018

Der Gedanke, daß WIR das Erdklima ändern könnten, ist genau so irrwitzig, wie die Annahme, daß ein Tsunami die Britischen Inseln überrollt, wenn Jemand in die Nordsee pinkelt !

Bernhard Keim / 29.01.2018

Dass es immer Klimawandel gegeben hat, predige ich seit Jahren, aber was folgt daraus? Dass wir uns auf die Folgen einstellen müssen unabhängig davon, ob dieser nun von Menschen gemacht ist oder nicht. Er findet statt. Das Problem mit den Klimaskeptikern ist ja nicht, dass sie Unrecht hätten, sondern dass dort oftmals eine Haltung gepredigt wird, als könne man so weitermachen wie bisher. Fossile Brennstoffe sind endlich. Abgesehen davon freue ich mich über jede Tonne Energie, die wir nicht bei irgendwelchen Autokraten oder Diktatoren einkaufen müssen. Denn auch das ist ein Problem der Abhängigkeit von fossilen Energien: wir finanzieren damit Herrschaftsformen, die sich keiner von uns persönlich wünscht. Auch wenn der Mensch mit seinen fossilen Energien nicht zur globalen Erwärmung beitragen sollte, sie findet dennoch statt. Auch der Umweltschutzgedanke erfreut sich dadurch wachsender Beliebtheit. Auch nicht schlecht, es sei den man findet Gefallen an all dem Plastik das durch Landschaft Flatter und Meere schwappt. Öl ist zu kostbar um es zu verheizen oder für irgendeinen Unsinn einzusetzen, der die Umwelt belastet.

Bruno Kehrein / 29.01.2018

Danke für diesen wunderbaren Artikel. Wahrscheinlich werden die CO2-Deppen noch ein paar Jahre durchhalten, bevor der ganze Dogmatikerquatsch zusammenbricht. Die irrsinnigen Milliardensummen sind dann allerdings verballert. CO2 ist jedenfalls mein Lieblingsgas! Die Vernünfigen sollten eine Pro-COzwo-Initiative gründen. In den Fußgängerzonen könnten als C und O verkleidete Aktivisten auftreten - C mit zwei Ärmchen und zwei Beinchen - O mit zwei Ärmchen (die beiden Beinchen müßten natürlich unsichtbar sein): hüpfend und fröhlich skandierend: “Pro COzwo”, “Pro COzwo”, “Pro COzwo” ... Das würde jedenfalls ein wenig Spaß in die unseelige Weltretter-Szene bringen!

Rüdiger Kuth / 29.01.2018

Ja, das böse CO2. Normal geht doch die Reihenfolge in den Naturwissenschaft so: Theorie - Versuch - Beweis - Definition. Außer der Theorie ist man uns bis heute alle anderen Schritte schuldig geblieben

Martin Landvoigt / 29.01.2018

Anmerkungen zum Artikel und bisherigen Kommentaren: Bis auf einige Punkte, über deren Richtigkeit man streiten kann, ein gelungener Artikel, der vieles grade rückt. Es gab nie ein konstantes Klima, und auch der Wandel ist in Geschwindigkeit und Richtung nicht klar bestimmbar. Ein aktueller Alarmismus ist vor diesem Hintergrund absurd sachlich unbegründet. Sich über Krümel aufzuregen, wenn man eine Unkorrektheit gefunden hat, würde nur dann zielführend sein, wenn damit die Grundaussage hinfällig würde. Aber das tut sie nicht. Der Begriff Treibhauseffekt ist irreführend, denn die Wirkungen von Gewächshäusern, die den den Wind abhalten, hat mit dem Strahlungstransport nichts zu tun. Dennoch kann man schlicht festhalten, dass sich der Begriff eingebürgert hat. Das Prinzip ist durch die Strahlungstransportgleichung auch genau beschreiben und kann in einfachen Modellen - z.B. MODTRAN - und der Vergleich mit Messungen als gesichert gelten. Das aber sind keine Globalen Circulation Models (GCM), die ungeeignet sind, den realen Klimaverlauf vorherzusagen. Ein informierter Mensch sollte bei breit angelegten Nachforschungen ebenso stets zu dem Ergebnis kommen, dass ‘Klimaschutz’ reiner Unsinn ist, aber nicht erfordert, die dahinter liegende Physik zu negieren. Der CO2 - Anteil hat eine Wirkung auf die mittlere Erdtemperatur. Nur kann man sich nicht sicher sein, wie groß dieser Anteil neben vielen anderen Faktoren ist , die letztlich ein schwer bestimmbar komplexes System ergeben. Entsprechend zeigen die GCM-Modelle im Forecast auch keine Deckung mit der Realität.

Thomas Weidner / 29.01.2018

@Wulfrad Schmid: Na - dann habe ich ja noch Glück gehabt: Als “alter Knacker” habe ich ja dann noch mehr Intelligenz abbekommen, als jeder nach mir Geborene…

Gerd Flügel / 29.01.2018

Am besten: Einfach so weiter machen. Es gibt keinen Klimawandel und wenn, dann hat der Mensch keinen Einfluss. Also gut. Klimaforschung können wir uns sparen, so lange, bis es endlich BEWEISE gibt.  Deshalb sollten wir noch VIEL mehr Öl und Gas und Kohle verbrennen und noch viel mehr Tropenwälder abholzen und die Weltbevölkerung auf 10 oder 15 Milliarden Menschen steigen lassen, die alle ein Smartphone und ein Auto bekommen. Meine Enkel oder Urenkel werden dann Beweise dafür haben, ob es möglich ist, die Erde mit CO2 in ein Treibhaus zu verwandeln. Oder ob die Erde schlagartig wieder in eine Eiszeit kippt. So oder so: Mir kann es egal sein, aber hoffentlich haben sie (meine Enkel und Urenkel) bis dahin einen Ersatzplanten gefunden.

Wulfrad Schmid / 29.01.2018

@Kommentator Thomas Weidner: (Ironie ON) Konstant ist auf unserem Planeten Erde nur die Summer der Intelligenz, die Bevölkerung wächst täglich… (Ironie OFF)

Michael Koch / 29.01.2018

Dazu: Der Mensch ist ein Teil der Natur. Er unterliegt den Gesetzen der Natur. Diese Gesetze kann er einigermaßen erkennen und ein wenig verstehen. Aber niemals wird der Mensch - als Teil der Natur - die Natur vollkommen verstehen können.  Ein Teil kann das Ganze gar nicht wahrnehmen (geschweige denn verstehen), sondern nur einen kleinen Ausschnitt dessen. Wenn Spinnen Fäden erzeugen, die Härter und elastischer als Stahl sind, dann nennt man das “natürlich”. Wenn Menschen bestimmte Stoffe herstellen (aus dem was sie vorfinden), dann nennt man das künstlich. Blödsinn! - Es ist letztendlich ebenso natürlich, wie das Spinnengewebe! Der Mensch folgt der Natur, nicht die Natur dem Menschen. Und unsere Intelligenz messen wir an uns selbst. Woran mißt die Spinne ihre Intelligenz? Was ich damit sagen will: Wir haben keinen Einfluß auf die Natur, sondern nur die Natur auf uns! Vergesst diesen ganzen CO²-Schwindel!  - panta rhei!

Johann Müller / 29.01.2018

Die ständigen Versuche, den Einfluss von Schadstoffemissionen zu negieren, Tatsachen anzuzweifeln und ein “weiter so” zu propagieren nerven immens und haben nichts mit konservativen Werten, Ethik und Moral zu tun. Menschen buddeln Dreck (Erdöl, Kohle etc.) aus der Erde und verbrennen ihn. Gigantische Mengen Abgase werden in die Luft geblasen. Wie dumm muss man sein um zu behaupten, das hätte keine Auswirkung auf Lebewesen, Umwelt, Atmosphäre und dadurch auf das Klima?

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